Гидравлический расчет теплообменных аппаратов с локальными турбулизаторами | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (63) апрель 2014 г.

Дата публикации: 10.03.2014

Статья просмотрена: 710 раз

Библиографическое описание:

Ибрагимов У. Х., Мамедова Д. Н., Саматова Ш. Ю. Гидравлический расчет теплообменных аппаратов с локальными турбулизаторами // Молодой ученый. — 2014. — №4. — С. 176-177. — URL https://moluch.ru/archive/63/9705/ (дата обращения: 19.08.2018).

При расчетах теплообменных аппаратов применяют один из следующих способов учета местных сопротивлений [1]:

1. Местные сопротивления условно считают сосредоточенными в одном сечении и не включающими потерь на трение. Исчисление потерь энергии производят по принципу наложения потерь или суперпозиции, при котором берется арифметическая сумма потерь на трение и местных потерь

                                                                                                     (1)

2. Местные сопротивления, равномерно распределенные по длине канала (например, гофры), учитывают совместно с сопротивлением трения условным коэффициентом сопротивления единицы относительной длины канала

                                                                                                                (2)

Тогда расчет гидравлического сопротивления подобных каналов производится по формуле Дарси — Вейсбаха

                                                                                                        (3)

Для осуществления гидравлического расчета выбраны следующие исходные данные:

А. Горячей теплоноситель:

а) состав — вода; б) начальная температура — ; в) конечная температура — ; г) расход греющего теплоносителя — .

Б. Холодный теплоноситель:

а) состав — вода; б) начальная температура — ; в) конечная температура — .

2. Дополнительные данные:

а) внутренний диаметр теплообменных трубок, d1=0,016 м; б) толщина стенки трубок, d=0,001 м; в) материал трубок — латунь. г) теплопроводность материала трубок, lм=112,3 Вт/(м×0С); д) горячей теплоноситель движется по внутренней трубе; е) холодный теплоноситель движется по межтрубном пространстве.

После выполнения теплового конструктивного расчета имеем:

-          площадь поверхности теплообмена, F=37м2;

-          диаметр кожуха, D=400 мм;

-          диаметр трубки, d=20x2мм;

-          число ходов, z=1;

-          длина трубки, l=3м;

-          общее количество трубок, n=181;

-          число сегментов в ТОА, k=10;

-          масса ТОА, m=1130 кг.

1. Определяем потери давления в трубном пространстве за счёт гидравлического сопротивления.

а) Коэффициент гидравлического сопротивления при изотермическом течении теплоносителя при применении овального турбулизатора [2, 3]

Влияние не изотермичности потока в данном случае несущественно.

б) Вычисляем потери давления по следующей формуле

Здесь r1=985,6 кг/м3 — при средней температуре теплоносителя; L=l×z=3×181=543 м — общая длина трубы.

в) Местные сопротивления находим, используя принципиальную схему течения теплоносителей в рассчитываемом ТОА:

xвх=1,5×2=3 — входная и выходная камера (удар и поворот);

xвых=1,0×2=2 — вход в трубное пространство и выход из него.

б) Суммарные местные сопротивления

в) Вычисляем потери давления по следующей формуле

3. Потери давления для трубного пространства определяется по формуле

4) Определяем потребную мощность насоса для прокачки греющего теплоносителя

Результаты гидравлического расчета теплообменных аппаратов с турбулизаторами показывают, что потребная мощность насоса для прокачки греющего теплоносителя повышается и составляет 417 Вт.

Применение локальных турбулизаторов в трубках теплообменного аппарата повышает гидравлическое сопротивление (из-за повышения внутренних местных сопротивлений) почти на 8,0–10 %. В результате повышения гидравлического сопротивления повышается теплоотдача греющего теплоносителя внутренней поверхности стенки трубы на 48 %.

Литература:

1.                  Лебедев П. Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. М.: Энергия 1972. 320 с.

2.                  Ибрагимов У. Х., Бабаходжаев Р. П., Узаков Г. Н., Хамраев Т. Я., Боймуродова Х. У. «Экспериментальное исследование процессов гидродинамики в трубках теплообменника при применении локальных трубулизаторов». Журнал Молодой учёный, № 3(50), 2013 г. стр. 56–58.

3.                  Ибрагимов У. Х., Бабаходжаев Р. П., Узаков Г. Н., Шомуратова С. М. «Экспериментальная установка для исследования процессов гидродинамики и теплообмена в трубках теплообменника». Журнал Молодой учёный, № 3(50), 2013 г. стр. 58–60.

Основные термины (генерируются автоматически): гидравлическое сопротивление, потеря давления, греющий теплоноситель, трубное пространство, сопротивление, потребная мощность насоса, гидравлический расчет, начальная температура, конечная температура, холодный теплоноситель.


Похожие статьи

Расчет рабочих характеристик контурных тепловых труб

Потери давления здесь обусловлены, в первую очередь, гидравлическим сопротивлением пароотводных каналов.

Его необходимо учитывать при выборе геометрических параметров транспортных участков тепловой трубы и при выборе теплоносителя.

Алгоритм расчета короткого напорного трубовода средствами MS...

Ключевые слова: короткий трубопровод, гидравлические сопротивления, число Рейнольдса, режим движения жидкости.

В связи с этим при расчете короткого трубопровода необходимо учитывать как потери напора по длине, так и местные потери напора.

Расчет и классификация трубопроводов при неизотермическом...

Перепад давления обусловленный гидравлическим сопротивлением газожидкостного потока, можно определить по формуле

Где соответственно начальная и конечная температура нефти в. e — основание натуральных логарифмов. равное 2,72; длина трубопровода в м.

Исследование зависимости коэффициента теплоотдачи пучка...

Теплоносителем является пар низкого давления.

Исследование гидравлического сопротивления внутри труб с локальными турбулизаторами.

Теоретическое исследование начальной стадии процесса пилигримовой прокатки тонкостенных труб.

Система терморегулирования гидропривода | Статья в журнале...

При низких температурах окружающего воздуха гидронасос, нагнетая рабочую жидкость гидросистемы в напорную гидролинию, будет воздействовать на втулку с коническим отверстием гидравлического сопротивления.

Экспериментальные исследования охлаждения жидкости...

Рис. 2. Изменения температуры теплоносителя. Расчет отклонений аналитических значений от экспериментальных показал, что средние значения ошибок составляют 0,71, 1,57, 1,64 % для диаметров труб соответственно 57, 108, 159 мм.

Способы повышения энергоэффективности магистрального...

Такие расчеты точно определяют гидравлическое сопротивление трубопроводов, обвязок насосов, компрессоров и аппаратов.

Поэтому при эксплуатации прибегают к дросселированию давления, что повышает расход энергии на привод насоса.

Исследование определения теплового состояния паропроводов...

При решении ОЗТ не нужно знать начального распределения температуры в теле, что является несомненным достоинством метода ОЗТ.

Для решения ПЗТ был написан алгоритм расчета в среде Mathcad 15.0 по формулам, представленным в работе [3, с. 50].

Совершенствование стрелового крана для условий холодного...

где Т0 — перепад между начальной (установившейся) температурой рабочей жидкости и окружающим воздухом,оС; Т — перепад между конечной

Дросселирование рабочей жидкости вызывает ее разогрев. При дросселировании энергия гидравлической установки полностью...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Расчет рабочих характеристик контурных тепловых труб

Потери давления здесь обусловлены, в первую очередь, гидравлическим сопротивлением пароотводных каналов.

Его необходимо учитывать при выборе геометрических параметров транспортных участков тепловой трубы и при выборе теплоносителя.

Алгоритм расчета короткого напорного трубовода средствами MS...

Ключевые слова: короткий трубопровод, гидравлические сопротивления, число Рейнольдса, режим движения жидкости.

В связи с этим при расчете короткого трубопровода необходимо учитывать как потери напора по длине, так и местные потери напора.

Расчет и классификация трубопроводов при неизотермическом...

Перепад давления обусловленный гидравлическим сопротивлением газожидкостного потока, можно определить по формуле

Где соответственно начальная и конечная температура нефти в. e — основание натуральных логарифмов. равное 2,72; длина трубопровода в м.

Исследование зависимости коэффициента теплоотдачи пучка...

Теплоносителем является пар низкого давления.

Исследование гидравлического сопротивления внутри труб с локальными турбулизаторами.

Теоретическое исследование начальной стадии процесса пилигримовой прокатки тонкостенных труб.

Система терморегулирования гидропривода | Статья в журнале...

При низких температурах окружающего воздуха гидронасос, нагнетая рабочую жидкость гидросистемы в напорную гидролинию, будет воздействовать на втулку с коническим отверстием гидравлического сопротивления.

Экспериментальные исследования охлаждения жидкости...

Рис. 2. Изменения температуры теплоносителя. Расчет отклонений аналитических значений от экспериментальных показал, что средние значения ошибок составляют 0,71, 1,57, 1,64 % для диаметров труб соответственно 57, 108, 159 мм.

Способы повышения энергоэффективности магистрального...

Такие расчеты точно определяют гидравлическое сопротивление трубопроводов, обвязок насосов, компрессоров и аппаратов.

Поэтому при эксплуатации прибегают к дросселированию давления, что повышает расход энергии на привод насоса.

Исследование определения теплового состояния паропроводов...

При решении ОЗТ не нужно знать начального распределения температуры в теле, что является несомненным достоинством метода ОЗТ.

Для решения ПЗТ был написан алгоритм расчета в среде Mathcad 15.0 по формулам, представленным в работе [3, с. 50].

Совершенствование стрелового крана для условий холодного...

где Т0 — перепад между начальной (установившейся) температурой рабочей жидкости и окружающим воздухом,оС; Т — перепад между конечной

Дросселирование рабочей жидкости вызывает ее разогрев. При дросселировании энергия гидравлической установки полностью...

Задать вопрос